“基坑倾斜桩无支撑支护结构”一文读懂

常见的基坑支护结构包括支挡式结构、土钉墙、重力式水泥土墙和放坡4种类型，随着科学技术水平的发展提高，岩土工程技术人员研发出一种新型基坑支护结构——倾斜桩无支撑支护结构。从结构形式上讲，倾斜桩类似于斜抛撑，使倾斜桩支护结构取消了内支撑及锚杆体系，可大幅度降低工程造价。

目前倾斜桩无支撑支护结构的规范、标准可参考：中国土木工程学会标准《基坑倾斜桩无支撑支护技术规程》T/CCES 38-2023、湖北省地方标准《基坑倾斜桩支护技术规程》、团体标准《市政工程倾斜桩支护施工技术规范》（2023年10月征求意见稿）。

根据中国土木工程学会标准《基坑倾斜桩无支撑支护技术规程》T/CCES 38-2023，倾斜桩无支撑支护结构是指全部或部分支护桩与竖直方向呈一定角度，且挡土构件不设置内支撑和锚杆的支护结构，常见的结构类型包括：单排倾斜桩无支撑支护结构、斜直交替无支撑支护结构、斜直组合双排桩支护结构、“八字形”组合无支撑支护结构、“个字形”组合无支撑支护结构、“X形”组合无支撑支护结构。

普通情况支护桩平面布置形式详见《基坑倾斜桩无支撑支护技术规程》T/CCES 38-2023附录图1。

倾斜桩无支撑支护结构可选用灌注桩、预制桩（圆桩或方桩）、钢管桩、工法桩、钢板桩、组合钢板桩等桩型中的一种或多种桩型组合支护。

倾斜预制桩、钢管桩、工法桩、钢板桩、组合钢板桩一般适用于填土、淤泥质土、黏性土、粉土、砂土等多种地层，对于难以成桩的粗大颗粒地层应慎用；倾斜灌注桩可适用于各种地层，但在岩层、卵砾石层施工时应进行试桩，以验证其成桩可行性。

适用深度：单排桩的悬臂高度一般不大于8m，双排桩的悬臂高度一般不大于12m。对于深度较大的基坑，亦可在桩顶进行放坡形成复合支护结构。

设计参数：倾斜桩的轴线与竖直线的倾斜角度及布桩形式对基坑的支护效果影响较大，根据工程经验支护桩的倾斜角度较小时，基坑的支护效果较差；支护桩倾斜角度较大时，占用场地空间较大。倾斜桩的轴线与竖直线的倾角一般可采用10°～20°，不宜大于30°；桩间距一般不大于3倍桩径或桩边长。

斜直组合双排桩支护结构的前、后排桩间距取2d～5d（注：当为矩形桩时，d为边长），前排桩的净距不宜大于1m。基坑内侧桩的嵌固深度应不小于基坑外侧桩的嵌固深度，内外侧桩的嵌固深度均应满足基坑的稳定及变形要求。

基坑内不适宜设置倾斜桩的部位，可根据基坑的稳定性控制要求采用悬臂结构或支撑结构。

设计计算：倾斜桩无支撑支护结构的桩-土应力状态比较复杂，施工图设计时应采用三维数值模拟软件进行分析。

基坑工程是一个开挖卸荷工况，数值计算的本构模型可选用小应变土体硬化模型（hardening soil model with small strain stiffness，简称：HSS模型），能够更好地考虑土体卸荷模量远大于加载模量的特性，考虑剪切硬化、压缩硬化以及剪切模量在微小应变范围内随应变衰减的行为。因此HSS模型对于基坑工程具有较好的适用性，计算结果能够更为合理的反应墙体及墙后土体的变形。

施工工艺：预制桩、钢管桩、工法桩、钢板桩、组合钢板桩可采用静压法沉桩、锤击法沉桩、植入法沉桩；灌注桩可采用旋挖钻机、潜水钻机成孔，下放钢筋笼后灌注混凝土成桩。

监测：斜直桩组合支护结构的基坑监测，除了进行常规支挡结构的监测内容外，尚应增加斜直桩桩间冠梁扭转变形监测、桩与冠梁的裂缝、倾斜桩桩身弯矩、相邻竖直桩和倾斜桩的侧移等监测内容。

参考文献：

中国土木工程学会标准《基坑倾斜桩无支撑支护技术规程》T/CCES 38-2023

湖北省地方标准《基坑倾斜桩支护技术规程》